天文时间观测系统

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1、天文观测时间系统天文观测时间系统1，中天的概念引入 2，太阳日与太阳时 3，恒星日与恒星时 4，平时，世界时和区时 5，历法和二十四节气 6，长期纪日法 7，古代命理学介绍1，中天的概念引入 2，太阳日与太阳时 3，恒星日与恒星时 4，平时，世界时和区时 5，历法和二十四节气 6，长期纪日法 7，古代命理学介绍中天的概念中天的概念中天中天culmination 天体经过天球上观测者子午 圈的统称。culmination 天体经过天球上观测者子午 圈的统称。上中天上中天upperculmination 天体距天顶较近的一次中 天。upperculmination 天体距天顶较近的一次中 天。下中

2、天下中天lowerculmination 天体距天底较近的一次中 天。lowerculmination 天体距天底较近的一次中 天。北天极天顶北天极天顶天赤道地平A天赤道地平A太阳日太阳日? 真太阳日真太阳日: 真实太阳的视圆面中心连续两次上中天的时 间间隔 缺点: 公转速度不均匀, 长短有差异(不同日): 真实太阳的视圆面中心连续两次上中天的时 间间隔 缺点: 公转速度不均匀, 长短有差异(不同日) ? 平太阳日:平太阳日: 以视运动抹匀以后的假想太阳为参考点,地球 自转一周的时间以视运动抹匀以后的假想太阳为参考点,地球 自转一周的时间平太阳时和真太阳时存在平太阳时和真太阳时存在时差时差!

3、!太阳时太阳时太阳时：太阳日太阳时：太阳日平分成24小时得到的 时间系统 ，是地方时！平太阳时：根据平太阳日的24小时平分 得到的太阳时真太阳时：根据真太阳日的24小时平分 得到的太阳时平分成24小时得到的 时间系统 ，是地方时！平太阳时：根据平太阳日的24小时平分 得到的太阳时真太阳时：根据真太阳日的24小时平分 得到的太阳时恒星日与恒星时恒星日与恒星时? 恒星日:恒星日: 本义：恒星连续两次上中天的时间间隔历史变迁：因为恒星和春分点相对静止， 故一般以本义：恒星连续两次上中天的时间间隔历史变迁：因为恒星和春分点相对静止， 故一般以春分点春分点代替参考恒星。统一定义：春分点连续两次通过观测者

4、子 午圈的时间间隔代替参考恒星。统一定义：春分点连续两次通过观测者子 午圈的时间间隔(地方)恒星时S: 春分点的时角t(地方)恒星时S: 春分点的时角t 满足：满足：恒星时任一天体的赤经+天体的时角S t任一天体的赤经+天体的时角S t 恒星时：一个恒星日平分成24小时得到 的时间系统, 是地方时！恒星时：一个恒星日平分成24小时得到 的时间系统, 是地方时！证明：为什么证明：为什么S tS t ? ，严格参照天球坐标的定义，严格参照天球坐标的定义? , 注意, 注意时间是有方向箭头的时间是有方向箭头的 所以, 上述加法应该用所以, 上述加法应该用矢量加法！矢量加法！时差时差 太阳日太阳日太阳

5、回到相对于地面同一位置 便是一天，例如由中午头顶位置至另一个中 午头顶位置。太阳回到相对于地面同一位置 便是一天，例如由中午头顶位置至另一个中 午头顶位置。 恒星日恒星日恒星返回天空同一位置为一恒 星日,完全由地球自转来决定。由于恒星返回天空同一位置为一恒 星日,完全由地球自转来决定。由于地球公转与地球自转方向相同地球公转与地球自转方向相同的缘 故，一个太阳日比一个恒星日的缘 故，一个太阳日比一个恒星日约约长长4分钟4分钟。一 年中约有。一 年中约有365365个太阳日，个太阳日，366366个恒星日。个恒星日。太阳日和恒星日的区别太阳日和恒星日的区别恒星时和平（太阳）时的关系恒星时和平（太阳

6、）时的关系不同点：不同点：恒星钟比平时钟恒星钟比平时钟快快分天分天 地球自转：自西向东 地球公转：自西向东 在地球自转：自西向东 地球公转：自西向东 在地球上的静止观测者地球上的静止观测者看来看来 自转的视效果自转的视效果：太阳，恒星均自东向西（运动分 量）：太阳，恒星均自东向西（运动分 量） 公转的视效果公转的视效果：太阳自西向东，恒星近似不动：太阳自西向东，恒星近似不动 总的视效果总的视效果地球自转和绕日公转的地球自转和绕日公转的视效果叠加！视效果叠加！ 所以，一个平太阳日一个恒星日 相同点：所以，一个平太阳日一个恒星日 相同点：都是地方时都是地方时，即读数与地理经度有关，即读数与地理经度

7、有关统一的标准时世界时统一的标准时世界时恒星时，平太阳时（平时）都是恒星时，平太阳时（平时）都是地方时地方时！（不同经度点）有必要引入统一的时间！（不同经度点）有必要引入统一的时间！世界时T世界时T: 直接定义在平时（m）的基础上: 直接定义在平时（m）的基础上 m=UTm=UT 为地理经度，（上式中）为地理经度，（上式中）东经东经取取正正，西经取负，西经取负区时区时? 是世界时世界时的分区计时制 优点：分区计时制 优点：大范围大范围定义固定时差固定时差，小范围，小范围时间一致时间一致 ? 区时UT时区号（N）日常生活：用区时 天文观测：用恒星时 注：北京时是区时，而不是北京的地方平时！区时U

8、T时区号（N）日常生活：用区时 天文观测：用恒星时 注：北京时是区时，而不是北京的地方平时！日界线日界线? 国际日期变更线国际日期变更线 ? 规定：以太平洋180经线为准，避开陆地和岛 屿！规定：以太平洋180经线为准，避开陆地和岛 屿！ 自转的视效果：太阳自东向西 公转的视效果：太阳自西向东 注：自转周期自转的视效果：太阳自东向西 公转的视效果：太阳自西向东 注：自转周期公转周期公转周期所以，所以，视太阳的视太阳的总效果总效果：自东向西 所以，180经线的西部日期比东部大整天自东向西 所以，180经线的西部日期比东部大整天原子时原子时：利用原子跃迁的稳定频率，例 如氢原子钟，精度达10：利用

9、原子跃迁的稳定频率，例 如氢原子钟，精度达10-15-15s s历书时历书时：因为地球自转周期不均匀，所 以以公转周期作为时间的计量单位：因为地球自转周期不均匀，所 以以公转周期作为时间的计量单位力学时力学时：以天体力学理论中质心系运动 方程的时间变量来得到：以天体力学理论中质心系运动 方程的时间变量来得到其他时间系统其他时间系统历法历法? 回归年回归年：以春分点为标准，计量地球公转一周 的时间：以春分点为标准，计量地球公转一周 的时间 ? 历法历法：计量一年中：计量一年中整数整数个日数和怎样个日数和怎样选取起算 点选取起算 点的方法的方法 ? 历年历年：历法中一年所包含的整日数历法中一年所包

10、含的整日数 ? 历法的研究历法的研究：尽量使定义的历年接近于实际的 回归年长度！尽量使定义的历年接近于实际的 回归年长度！ ? 历法的意义历法的意义：便于指导农业生产，掌握农时， 渔洋捕捞便于指导农业生产，掌握农时， 渔洋捕捞国际公历格里历国际公历格里历? 儒略历儒略历 12月年，分大小月，置闰年12月年，分大小月，置闰年 ? 格里历格里历 建立在儒略历基础上建立在儒略历基础上 置闰法则置闰法则:被4整除为闰年,但是,对整世纪年 份, 世纪数被4整除才是闰年! 平2月: 28天, 闰2月: 29天 与实际回归年相比的:被4整除为闰年,但是,对整世纪年 份, 世纪数被4整除才是闰年! 平2月:

11、28天, 闰2月: 29天 与实际回归年相比的精度精度：天3000年：天3000年中国农历阴阳历中国农历阴阳历? 起源于起源于战国战国时代!时代! ? 阴阴：月亮的圆缺,月相的盈亏：月亮的圆缺,月相的盈亏 阳阳: 指太阳的周年视运动 观测发现：月相的: 指太阳的周年视运动 观测发现：月相的朔望周期29.5天朔望周期29.5天 12个朔望月354天或355天与回归年相比：12个朔望月354天或355天与回归年相比：年年累计近1个月置闰月累计近1个月置闰月二十四节气二十四节气? 发展于5000年前, 完善于发展于5000年前, 完善于战国战国末期末期, 中国古代天文学成就的颠峰之作！中国古代天文学

12、成就的颠峰之作！划分划分: 按太阳的视运动,把黄道分为24段,是安 排农业生产,掌握农时的重要依据.: 按太阳的视运动,把黄道分为24段,是安 排农业生产,掌握农时的重要依据.認識二十四節氣認識二十四節氣? 二十四節氣的名稱(車站也有名稱)二十四節氣的名稱(車站也有名稱)? 春季：立春、雨水、驚蟄(zhe)、春分、清明、穀(gu) 雨春季：立春、雨水、驚蟄(zhe)、春分、清明、穀(gu) 雨? 夏季：立夏、小滿、芒種、夏至、小暑、大暑夏季：立夏、小滿、芒種、夏至、小暑、大暑? 秋季：立秋、處暑、白露、秋分、寒露、霜降秋季：立秋、處暑、白露、秋分、寒露、霜降? 冬季：立冬、小雪、大雪、冬至、小

13、寒、大寒冬季：立冬、小雪、大雪、冬至、小寒、大寒認識二十四節氣認識二十四節氣?92時刻表時刻表-節氣是一天，而是一個時刻節氣是一天，而是一個時刻15日日7時時12分分戌戌20:224/20穀雨穀雨(氣氣)15日日4時時7分分未未13:104/5清明清明(節節)15日日0時時56分分巳巳9:033/21春分春分(氣氣)14日日22時時17分分辰辰8:073/6驚蟄驚蟄(節節)14日日19時時53分分巳巳9:502/19雨水雨水(氣氣)14日日18時時24分分未未13:572/4立春立春(節節)前一節氣到這一節氣的時間前一節氣到這一節氣的時間時辰時辰時分時分月日月日名稱名稱認識二十四節氣認識二十四

14、節氣?時刻表時刻表-節氣是一天，而是一個時刻節氣是一天，而是一個時刻15日日10時時22分分卯卯6:445/6立夏立夏(節節)15日日13時時0分分戌戌19:445/21小滿小滿(氣氣)15日日15時時22分分午午11:066/6芒種芒種(節節)15日日17時時14分分未未14:437/23大暑大暑(氣氣)15日日17時時39分分亥亥21:297/7小暑小暑(節節)15日日16時時44分分寅寅3:506/22夏至夏至(氣氣)前一節氣到這一節氣的時間前一節氣到這一節氣的時間時辰時辰時分時分月日月日名稱名稱認識二十四節氣認識二十四節氣?時刻表時刻表-節氣是一天，而是一個時刻節氣是一天，而是一個時刻

15、15日日16時時29分分辰辰7:128/8立秋立秋15日日14時時27分分亥亥21:398/23處暑處暑15日日12時時17分分巳巳9:569/8白露白露15日日2時時49分分寅寅4:0910/24霜降霜降15日日6時時17分分丑丑1:2010/9寒露寒露15日日9時時7分分戌戌19:039/23秋分秋分前一節氣到這一節氣的時間前一節氣到這一節氣的時間時辰時辰時分時分月日月日名稱名稱認識二十四節氣認識二十四節氣?時刻表時刻表-節氣是一天，而是一個時刻節氣是一天，而是一個時刻15日日0時時6分分寅寅4:1511/8立冬立冬14日日21時時16分分丑丑1:3111/2 3小雪小雪14日日19時時2

16、4分分戌戌20:5512/7大雪大雪14日日17時時18分分丑丑1:221/21大寒大寒14日日17時時20分分辰辰8:041/6小寒小寒14日日17時時49分分未未14:4412/2 2冬至冬至前一節氣到這一節氣的時間前一節氣到這一節氣的時間時辰時辰時分時分月日月日名稱名稱以上共計以上共計365日日5時時49分分地球公轉一周，需時地球公轉一周，需時365日日5時時48分分46秒秒长期纪日法长期纪日法（西方）（西方）? 儒略日:儒略日: 起点:从公元前4713年1月1日,格林尼治正午 (UT=12起点:从公元前4713年1月1日,格林尼治正午 (UT=12h h) 日数计算: 依照世界时UT) 日数计算: 依照世界时UT? 区分：区分：儒略历:是一种历法,定义儒略历:是一种历法